Page 11 - Predictiva21- Año 4, Nº 24
P. 11

articulo técnico





                     Mecanismo de Deterioro                     Estructura de la norma API 579
                     Proceso físico, químico o de cualquier otra   Está dividida en 10 secciones y para el caso de
                     índole que ha llevado a la ocurrencia de una   estudio será considerada la Sección 5:
                     falla funcional. (ISO 14224).              Evaluación de pérdida de espesor localizada,
                                                                como se muestra en la gura 1.
                     Modo de Falla
                     Es la apariencia, manera o forma como un   CASO DE ESTUDIO BASADO EN
                     componente de un sistema se maniesta por sí   MÉTODOS Y NORMAS VIGENTES
                     misma. Es la manera observada de falla. (ISO   La plantas  de  Cloro utilizan como  materia
                     14224).                                    prima  la  sal  común  de  la cual  mediante  un
                                                                proceso  de  descomposición  electrolítica,   se
                     NORMAS APLICABLES                          obtiene cloro  (Cl2),  soda cáustica  (NaOH)  e
                     Aplicable para realizar estudio de integridad en   hidrógeno  (H2). El  gas  cloro  proveniente  de
                     recipientes  a   presión,  tanques   de    las  celdas  electroquímicas  está  saturado con
                     almacenamiento y tuberías. Construidos bajo   vapor  de  agua,  la cual es  removida  en  las
                     las siguientes Normas o Códigos:           Torres  de  Secado mediante la utilización de
 La decisión de intervenir o reemplazar   nacionales e internacionales como OSHA,   •   ASME SECCIÓN VIII, DIVISIÓN I Y II  ácido sulfúrico concentrado siendo este
 oportunamente un determinado equipo   ASME, ANSI, ISO, API, NACE, NOM, PAS 55 entre   •   ASME SECCIÓN I  producto químico un ecaz deshidratador de la
 representa  uno  de  los  elementos  otras (Reliability & Risk Management).   •   ASME/ANSI B 31.3  corriente de producción de Cloro.
 fundamentales en la Gestión de Mantenimiento   •   ASME/ANSI B 31.1
 y Conabilidad en la industria Petroquímica,   Conabilidad  •   API 650  Un tanque horizontal, el cual presta servicio
 Gas y Petróleo. Una intervención o reemplazo   Probabilidad de que un equipo o sistema   •  API620  para el almacenamiento de ácido sulfúrico al
 postergado más tiempo del razonable puede   cumpla adecuadamente con la función   98%, presentó una condición de deterioro en la
 elevar los costos de producción debido a una   requerida ante condiciones especicas, durante   METODOLOGÍAS DE EVALUACIÓN  supercie externa. Producto del derrame de
 serie de problemas fáciles de identicar.  un periodo de tiempo dado. (ISO 14224).  Los procedimientos estipulados en esta norma   ácido sulfúrico diluido proveniente de una línea
                     permiten determinar la integridad actual del   de Ø 1-1/2” ubicada en la plataforma superior al
 A  partir  de  la conguración  conceptual antes   Causa de la Falla  componente respecto a un estado de deterioro   tanque. Este derrame ocasionó un ataque
 expuesta, se diría que el objetivo fundamental   Circunstancias durante el diseño, la fabricación   especíco, así como la proyección de su vida   localizado provocando un deterioro
 de este trabajo es la aplicación del estándar API   o el uso, las cuales han conducido a una falla. El   remanente.  (adelgazamiento) progresivo del material
 579 a un activo físico, con características físicas   estándar enfatiza que para la identicación de   contenedor del compuesto químico, tal y como
 similares a los recipientes horizontales de   las causas de una falla, se necesita realizar una   Niveles de evaluación  se muestran en la Fotografía 1 frente a esta
 almacenamiento de Ácido Sulfúrico fabricados   investigación exhaustiva por medio de un   a)  Nivel I - Inspector o Ingeniero  formulación era  necesario evaluar
 de  acuerdo  con  la  ASME  Sección  VIII,            Análisis Causa Raíz de Fallas para descubrir los   b)  Nivel II- Ingeniero  exhaustivamente la integridad operacional del
 División 1, donde se considera la presión de   factores físicos, humanos y organizacionales   c)  Nivel III- Ingeniero Especialista  recipiente, recurriendo al método de evaluación
 diseño de 345 kPa (50 psig) o incluso por debajo   fundamentales, que pudieran ocasionarla.  para adecuación de servicio API 579.
 de 100 kPa (15 psig).
 Según el estándar ISO 14224 las causas de fallas      Datos del recipiente construido de acuerdo al ASME Sección VIII Div. 1
 MARCO CONCEPTUAL  pueden ser englobadas en 5 categorías:  Material del Cuerpo  SA-285 Gr. C
 Integridad Mecánica  a. Relacionadas al diseño  Presión y Temperarura de Diseño (Kg/cm2 @ °C)  3,5 @ 45 °C
 Es una losofía de trabajo que tiene por objeto   b. Relacionadas a la fabricación e Instalación  Radio interno del recipiente (mm)  1372  Tabla 1.
 garantizar que todo equipo de proceso sea   c. Relacionada a la operación o mantenimiento   Evaluación
 diseñado, procurado, fabricado, construido,   d. Relacionadas a la organización o gerencia  Espesor Nominal (mm)  13  de pérdida
 instalado, operado, inspeccionado, mantenido,   e. Otras  Perdida de espesor uniforme (mm)  2,5  de espesor
 y/o reemplazado oportunamente para prevenir   Tolerancia a la Corrosión (mm)     3,175      localizada
 fallas, accidentes o potenciales riesgos a   Falla Funcional  Eficiencia de la soldadura  0,85
 personas, instalaciones y al ambiente, todo esto   Es la terminación de la habilidad de un sistema,   Dimensión longitudinal del defecto (mm)  127
 utilizando los criterios basado en data histórica,   equipo o parte para realizar una función   Dimensión circunferencial del defecto (mm)  228
 normas y regulaciones organizacionales,   requerida.  (ISO 14224).   Distancia a la discon�nuidad estructural principal más cercana (mm)  250


                                                                                                                  11




















                                                                Paso 9. Determinar el factor de resistencia
                                                                remanente. Se realiza empleando la Ecuación 11.


                     Paso 4. El cálculo del espesor remanente Rt. Se
                     realiza empleando la Ecuación 5.
                                                                Paso 10. Determinar si la extensión longitudinal
                                                                del defecto (λ) es aceptable. Mediante la gura 2.



                     Paso 5. Cálculo del parámetro de longitud (λ). Se
                     realiza empleando la Ecuación 6.
 Paso 2. Determinar los espesores mínimos
 Circunferenciales y Longitudinales, en cuerpos
 Es importante mencionar que la inspección se   cilíndricos.
 realizó con el recipiente en servicio, ya que se
 debe mantener la inyección constante de Ácido   a) Esfuerzo circunferencial cuando P ≤ 0.385SE y   Donde el diámetro se determina empleando la
 Sulfúrico a las torres de secado de Cloro. Las   tminC ≤ 0.5R (Juntas longitudinales). Se   Ecuación 7, de la siguiente forma:
 mediciones de profundidad del defecto se   determina mediante la Ecuación 1.
 tomaron con ayuda de un PIT GAGE Manual.

 Paso 1. Determinar los planos de inspección   Dónde:   Paso 6. Determinar el Factor (Mt) considerando
 circunferencial y longitudinal del defecto.  P = Presión de diseño   el parámetro de defecto longitudinal (λ) y el
 R = Radio interior  espesor remanente (Rt) para carcasas cilíndricas,
 S = Valor del esfuerzo del material  cónicas y esféricas (Ver Tabla 5.2 de la API
 E = Eciencia de la junta  579-2016).                          Habiendo calculado el espesor remanente
 tc= Espesor de pared                                           Rt=0,55  y la longitud del defecto λ=1,15.
 b) Esfuerzo longitudinal cuando P ≤ 1.25SE y   Nota: Es muy probable que se deba realizar una   Ubicamos los valores en la Figura 5.6 de API
 tminL ≤ 0.5R (Juntas circunferenciales). Se   interpolación, debido a que los valores no son   579-2016. Donde el resultado indica que la
 determina mediante la Ecuación 2.  del todo preciso.           longitud del defecto es inaceptable se debe
                                                                recalcular la presión de trabajo máxima
                     Paso 7. Comprobación de los criterios de   admisible MAWPr (Nivel 2).
                     aceptación para el tamaño del defecto
 Dónde:              utilizando las Ecuaciones 8, 9 y 10.       Paso 11. Recalcular la presión de trabajo
 tsl  =  Espesor  requerido  para cargas                        máxima     admisible   (MAWPr)     tanto
 suplementarias.                                                circunferencial como longitudinal, utilizando las
                                                                Ecuaciones 12 y 13.
 Es importante mencionar que el cálculo de los
 espesores mínimo circunferencial arrojo el
 siguiente resultado:  Nota: Se debe comprobar que los resultados
                     arrojados cumplan con los tres criterios de
                     aceptación del Nivel 1 de la norma API
                     579-2016.
 Paso 3. Determinar el espesor de pared (tc) y el               Una vez calculado la presión de trabajo máxima
 espesor uniforme de la zona de daño (trd)   Paso 8. Se debe determinar si chequear el   admisible  tanto  circunferencial  como
 establecida por las mediciones en el momento   criterio para un defecto tipo Ranura (Groove) o   longitudinal, debemos tomar el mínimo valor.
 de la inspección. Se determinan mediante las   si es aplicable a una categoría de área local
 Ecuaciones 3 y 4.   delgada (LTA).                             Paso 12. Calculado factor de resistencia restante
























 basado en la extensión meridional de la LTA y el   localizado”.  Arrojó  que  el  defecto  es  Hallazgo: Se localizó defecto tipo Ranura en   En la opinión particular de los autores, los
 factor de resistencia restante admisible. Si RSF   considerado aceptable mediante los criterios   sentido circunferencial de hasta 1,2 metros de   resultados esperados en una estimación
 <RSF, el MAWP reducido puede ser calculado   establecidos en el Nivel 1. Sin embargo  es de   longitud y 8,5 milímetros de profundidad.   cuantitativa realizada a un determinado equipo
 usando la Ecuación 14.  hacer notar que al calcular el valor de la   Asimismo se evidenció áreas con picaduras   en servicio son sumamente importantes, ya que
 longitud del defecto en sentido circunferencial   localizadas  cercanas  a  discontinuidades  muestra al evaluador un panorama signicativo
 (λc =2,06) revela un deterioro creciente   estructurales  (cordones  de  soldadura  de los posibles daños presentes en equipos con
 (adelgazamiento)  por  corrosión  en  circunferenciales). Es importante mencionar   ciertas características físicas situados en la
 comparación con el valor calculado en sentido   que la longitud de la pérdida de metal es mucho   industria Petroquímica. Es cierto que se deben
 longitudinal. Por lo antes mencionado se   mayor que la anchura.  establecer condiciones necesarias para realizar
 recomendó entregar  el recipiente a                            una inspección integral de un determinado
 La extensión longitudinal del defecto es   mantenimiento programado a corto plazo, con   CONCLUSIONES  equipo, pero ésta metodología permite mitigar
 aceptable. Sin embargo es importante evaluar   el rme propósito de conocer el grado de   Gracias a la evaluación realizada en servicio al   sin lugar a dudas la incertidumbre, ya que esta
 la extensión circunferencial del defecto.  deterioro ocasionado por el derrame de ácido   recipiente de almacenamiento de ácido   representa un fenómeno muy complejo y que
 sulfúrico diluido. Es importante mencionar una   sulfúrico al 98% mediante API 579 – 2016, se   se puede denir como el conjunto de todas las
 Paso 13. A partir de la CTP circunferencial, se   vez más que la inspección del recipiente se   evitó una falla catastróca que pudo haber   posibilidades que pueden ocurrir en un
 determina (λc) utilizando la Ecuación 15.  realizó en servicio  por ser un activo físico   generado alto riesgo al personal, ambiente e   momento dado frente a uno o varios eventos en
 necesario para el funcionamiento del área de   instalación, por tal motivo se denieron las   la realidad física  y que por una determinada o
 secado de Cloro.    acciones correctivas necesarias para restablecer   indeterminada cantidad de factores presentes
                     la conabilidad y continuidad operacional del   puede alterarse un resultado esperado.
 RESULTADO FINAL     recipiente.
 Paso 14. Comprobar los siguientes criterios.  Debido a la recomendación emitida en el   Referencias y Lecturas Complementarias
 análisis de integridad mecánica realizada con   Es  muy  importante  acotar  que  los  a. API 579-1/ASME FFS-1, June, 2016.
 API 579-2016. Se entrega a mantenimiento el   procedimientos de la Sección 5, pueden usarse   Fitness-For-Service.
 recipiente. La primera recomendación fue   para evaluar los componentes sujetos a   b. ISO 55000 Asset Management — Overview,
 aplicar limpieza por chorro abrasivo metal   pérdidas de metal local por corrosión / erosión y   Principles and Terminology, 2014.
 blanco (SSPC-SP5) a toda la supercie externa   daño mecánico que superan o prevé exceder la   c. NACE SP0294-2006 Práctica estándar.
 del tanque. Prestando mayor atención en la   tolerancia a la corrosión antes de la siguiente   Diseño, Fabricación e Inspección de Sistemas
                                                                   de Tanques de Almacenamiento para Ácido
 zona evaluada con API-579.   inspección programada. La pérdida de metal   Sulfúrico Concentrado Fresco y Procesado a
 Paso 15. Calcular el factor de resistencia a la   local puede ocurrir en la supercie interior o   Temperaturas Ambientales.
 tracción utilizando la Ecuación 16.   exterior del componente. Los tipos de defectos   d. Edgar Fuenmayor. Análisis de Reemplazo de
                     que se caracterizan como pérdida de metal local   un Activo Basado en Costos de Ciclo de Vida.
                     se denen de la siguiente manera: a) Pérdida de   Revista Conabilidad Industrial Nº 11.
                     metal local (LTA), b) Defecto tipo Ranura y c)   Venezuela. 2011. www.conabilidad.com.ve
                     Defecto tipo Surcó.                           e. Edgar Fuenmayor, José Duran y Luís Sojo:
 Paso 16. Habiendo calculado el espesor                            ‘Decisión de Reemplazo o Reparación de un
 remanente Rt=0,55  y la longitud del defecto   En el caso particular de estudio mediante la   Equipo’, 2011. www.gestionpas55.com.
 circunferencial λc =2,06.  Ubicamos los valores   aplicación de API 579 a un activo físico, se
 en la Figura 5.8 y Tabla 5.4  de API 579-2016.   sospechó primeramente a la pérdida de metal
 Donde el resultado indica que la longitud del   local (LTA) como primera opción debido a las
 defecto es aceptable y el espesor remanente Rt   características del defecto observado en la
 es mayor que el Rt_mínimo 0,2.   inspección visual inicial. Desde luego habiendo
                     realizado la evaluación con el recipiente en
                     servicio y asumiendo la condición de alto riesgo
                     al personal evaluador. No obstante el resultado
 RESULTADO PRELIMINAR  arrojado de la intervención del equipo, muestra
 El resultado de la evaluación realizada mediante   que el defecto es del tipo Ranura debido a las
 la norma API 579 - 2016 concretamente con la   características presentadas en la fotografía 2.
 Sección 5: “Evaluación de pérdida de espesor
   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16